[发明专利]闪存数据传输方法、闪存储存系统及控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于闪存的数据传输方法以及使用此方法的闪存储存系统及其控制器，特别是涉及一种用于通过单一数据总线写入数据至具有多个闪存晶粒的闪存晶片的数据传输方法以及使用此方法的闪存储存系统及其控制器。

背景技术

数字相机、手机相机与MP3在这几年来的发展十分迅速，使得消费者对储存媒体的需求也急速增加。由于闪存(Flash Memory)具有数据非易失性、省电、体积小与无机械结构等的特性，适合便携式应用，最适合使用于这类便携式由电池供电的产品上。固态硬盘就是一种以NAND闪存作为储存媒体的储存装置。

一般来说，闪存储存系统的闪存晶片(chip)中的闪存晶粒(die)会划分为多个实体单元(unit)，这些单元一般可由一个实体区块或多个实体区块所组成。这些单元会界定为数据区(data area)与备用区(spare area)。归类为数据区的实体单元中会储存由写入指令所写入的有效数据，而备用区中的单元是用以在执行写入指令时替换数据区中的实体单元。具体来说，当闪存储存系统接受到主机系统的写入指令而欲对数据区的实体单元进行写入时，闪存储存系统会从备用区中提取实体单元并且将在数据区中欲更新的实体单元中的有效旧数据与欲写入的新数据写入至从备用区中提取的实体单元并且将已写入新数据的实体单元关联为数据区，并且将原本数据区的实体单元进行抹除并关联为备用区。为了能够让主机系统能够顺利地存取以轮替方式储存数据的实体单元，闪存储存系统会配置逻辑单元以供主机系统进行存取，其中逻辑单元是根据实体单元以一个或多个实体区块的大小来配置。也就是说，闪存储存系统会建立逻辑-实体映射表，并且在此表中记录与更新逻辑单元与数据区的实体单元之间的映射关系来反映实体单元的轮替，所以主机系统仅需要针对所提供逻辑单元进行存取而闪存储存系统会依据逻辑-实体映射表来对所映射的实体单元进行读取或写入数据。

然而，在闪存工艺上的进步使得每一实体区块的设计容量会越来越大的同时，亦造成上述搬移有效旧数据的时间会相对的增加，也就是，闪存储存系统编程(program)闪存晶粒的时间会随之增加。为了加速闪存储存系统写入速度，目前发展出将多个闪存晶粒封装为一个闪存晶片并且在写入大量数据时以一交错编程(interleave program)方式在多个闪存晶粒间轮流地写入数据。具体来说，由于用以传送数据至闪存晶粒的数据总线(data bus)所需的时间远低于编程闪存晶粒所需的时间，因此一般来说在每一闪存晶粒中会配置一个缓冲区(buffer)并且当闪存储存系统的控制器写入数据至闪存晶粒时数据会先被传输至此缓冲区后再编程(即，写入)至闪存晶粒的实体区块中，其中闪存晶粒处于写入数据至实体区块的期间亦称为此闪存晶粒的忙碌(busy)期。因此，在多个闪存晶粒的闪存晶片的例子中，闪存储存系统的控制器可藉由将数据分割为多个子数据、以交错方式将子数据轮流地传输至未处于忙碌期的闪存晶粒的缓冲区以及再分别地将多个子数据写入至多个实体区块的方式来缩短写入大量数据所需的时间。

然而，在上述运作过程中会将属于连续逻辑地址(即，同一逻辑区块)的数据分散写入至属于不同闪存晶粒的多个实体区块中，因此后续当控制器仅更新属于其中一个逻辑区块的数据时，控制器仍必须同时更新与搬移多个实体区块中的数据，因此会增加写入数据所需的时间。此外，因为在更新数据时需对多个实体区块进行抹除(erase)，因此会增加实体区块的磨损而降低闪存储存系统的寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种数据传输方法，其能够提升数据写入的效率并且能够减少实体区块的磨损。

此外，本发明提供一种控制器，其使用上述数据传输方法来传输数据，其能够提升数据写入的效率并且能够减少实体区块的磨损。

再者，本发明提供一种闪存储存系统，其使用上述数据传输方法来传输数据，其能够提升数据写入的效率并且能够减少实体区块的磨损。

本发明提出一种数据传输方法，适用于闪存储存系统，其中此闪存储存系统具有多个实体区块，而这些实体区块分组为多个闪存群组并且这些闪存群组是与同一数据总线连接。此数据传输方法包括：提供多个逻辑扇区与多个逻辑区块，其中逻辑扇区是映射逻辑区块，且逻辑区块是映射实体区块；将属于连续的逻辑扇区的扇区数据依序地分组成多个区块数据，其中每一区块数据是对应其中一个逻辑区块；以及将属于同一个区块数据的扇区数据传送与写入至同一个实体区块中。